万有引力定律　　

   万有引力定律：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

概述　　

   万有引力定律是牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中首先提出的。牛顿利用万有引力定律不仅说明了行星运动规律，而且还指出木星、土星的卫星围绕行星也有同样的运动规律。他认为月球除了受到地球的引力外，还受到太阳的引力，从而解释了月球运动中早已发现的二均差，出差等。另外，他还解释了彗星的运动轨道和地球上的潮汐现象。根据万有引力定律成功地预言并发现了海王星。万有引力定律出现后，才正式把研究天体的运动建立在力学理论的基础上，从而创立了天体力学。简单的说，质量越大的东西产生的引力越大,这个力与两个物体的质量均成正比，与两个物体间的距离平方成反比。地球的质量产生的引力足够把地球上的东西全部抓牢。

详细内容　　

   两个可看作质点的物体之间的万有引力，可以用以下公式计算：F=G·m1·m2/r^2,即 万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G代表引力常量，其值约为6.67×10^(-11 )单位 N·㎡ /kg^2。为英国物理学家、化学家亨利·卡文迪许通过扭秤实验测得。

   两个通常物体之间的万有引力极其微小，我们察觉不到它，可以不予考虑。比如，两个质量都是60千克的人，相距0.5米，他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿，而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍！但是，天体系统中，由于天体的质量很大，万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球，对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响，它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上，它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。

　　重力，就是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。但是需要注意的是，因为地球在自转，除了在南极北极端点，在地球上任意一点的物体，其重力并不等于万有引力。此时可看作绕地球的向心力和重力合成万有引力。由于绕地球自转的向心力远小于重力，故一般就认为重力就略等于万有引力了，其实重力是略小于万有引力的，只有在南北极物体绕地球自转的向心力为零时，重力才等于万有引力。

　　重力和万有引力的方向不同，重力是竖直向下，万有引力是指向地心，竖直向下和指向地心是不同的，不能混淆。

　　任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力。自然界中最普遍的力。简称引力。在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种，两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1/1035 ，质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏/米的电磁力的1/1010。因此研究粒子间的作用或粒子 在电子显微镜和加速器中运动时，都不考虑万有引力的作用 。一般物体之间的引力也是很小的，例如两个直径为 1米的铁球，紧靠在一起时，引力也只有1.14×10^(-3)牛顿，相当于0.03克的一小滴水的重量。但地球的质量很大，这两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力 。所以研究物体在地球引力场中的运动时，通常都不考虑周围其他物体的引力。天体如太阳和地球的质量都很大，乘积就更大，巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。引力就成了支配天体运动的唯一的一种力。恒星的形成，在高温状态下不弥散反而逐渐收缩，最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞 ， 也都是由于引力的作用，因此引力也是促使天体演化的重要因素。

简单涵义:　

    牛顿并不是发现了重力，他是发现重力是「万有」的。每个物体都会吸引其他物体，而这股引力的大小只跟物体的质量与物体间的距离有关。牛顿的万有引力定律说明，每一个物体都吸引着其他每一个物体，而两个物体间的引力大小，正比于这它们的质量，会随著两物体中心连线距离的平方而递减。牛顿为了证明只有球形体可把「球的总质量集中到球的质心点」来代表整个球的万有引力作用的总效果而发展了微积分。然而不管距离地球多远，地球的重力永远不会变成零，即使你被带到宇宙的边缘，地球的重力还是会作用到你身上，虽然地球重力的作用可能会被你附近质量巨大的物体所掩盖，但它还是存在。不管是多小还是多远，每一个物体都会受到引力作用，而且遍布整个太空，正如我们所说的「万有」。

量子力学的解释　　

    我们知道，由光子是物质的基本粒子来看，物质的构成本身没有意义，如果物质不能够与环境中的其它光子信息相互作用，它就不能将自己的能量、存在形式、表达给自然界，自己就是以纯暗物质的形式存在，尽管自己的寿命表现为无限长久，但是对环境、对自己没有意义，只有它不断与环境的其它光子信息相互作用光子能量，才能将自己的能量、质量表现出来，自己的光子信息才能变化，自己才能由生长到死亡，才能有自己存在的意义；这就是说任何物质，只要它存在，它就会不断地与环境中的其它光子信息相互作用，这样，物质的存在，各种作用力的存在，事实上，是通过自己周围的光子信息场完成的。

　　存在物质 A ，是物质 A 不断与环境作用光子信息能量，而表现自己的质量，当物质 B 存在的时候，由于 B 也要不断与环境的光子信息相互作用，这 B 就不同程度地影响了 A 周围的光子信息内容，从宏观的角度来看，是 B 挡住了来自 A 周围的光子信息，改变了 A 周围的光子信息场，从大的方面来看，是来自于左方的光子信息能量要多一些，来自于 A 的右方光子信息能量要少一些，宏观表现为 B 对 A 有一个作用力，这个作用力，是所有物质共有的，称为万有引力。

　　也可以说成是，由于 B 的存在，导致了 A周围的光子信息力场的形状发生了变化，这个力场的形状发生了变化，本来没有 B 的时候，物体 A 是一种平衡状态，有了 B 以后，光子信息的力场发生了变化，物体 A 的作用力，由于平衡变成了不平衡，人们自然会说，这是物体 B 存在的结果，是物体B 对A的作用力。

　　四种基本相互作用力的完全统一理论的解释：

　　万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力这四种作用力是统一的，它们都是由一种基本粒子的振动波来传递的，只是波的形式不同。任一质点（物质）都使与其碰撞的这种基本粒子径向振动的动量减少（波长拉长）并向外传递形成（万有）引力场；电子（电荷）使与其碰撞的这种基本粒子径向振动的横向上增加动量并向外传递形成静电场；运动的电荷（电流）使与其碰撞的这种基本粒子在原径向振动状态上增加了两个垂直其径向方向的动量并向外传递形成电磁场；强相互作用力、弱相互作用力是这种基本粒子径向振动对粒子产生的压力与电磁力、引力的共同作用。

　　任意两质点（由基本粒子构成的物质）在各方向上都受到力基子的碰撞，碰撞的频率非常高，因质点的质量远远大于力基子的质量，其中有一些力基子在非常短的时间内会被挤帖在质点上（可以又被挤掉重新受到力基子的碰撞获得动量），于是质点周围的力基子波的波长被拉长，碰撞频率降低，压力降低。在质点外侧两质点距离以外的地方，力基子波的频率大于内侧频率，所以内侧压力小于外侧压力，表现两质点相互吸引，即万有引力。

　　引力的大小与两质点的质量之积成正比与其之间距离的平方成反比（力基子波在两质点之间连线上碰撞传递时，每一次传递都受到系统能量的恢复使波长逐渐增加，可通过积分计算出与其之间距离的平方成反比）

　　力基子之间不吸引，原因为它是最小的、质量相等的基本粒子，只能通过相互碰撞运动传递能量（力），不吸收能量，除非把它压成一个更大的结构粒子。

　　质量大的物体“吸收”力基子波的能量大，它周围的压力比质量小的物体周围压力更低，所以一大一小

　　两物体在引力的作用下，小质量物体比大质量物体相向运动速度快，符合公式F=ma

万有引力传播的媒介子——“引力子”　　

    1913年，伟大的物理学家爱因斯坦提出了万有引力场论。爱因斯坦认为任何带有质量的物体周围都存在有引力场，引力场是通过引力波来传播的，引力波像电磁波那样通过媒介子传播，我们都知道电磁波是通过光子来传播能量的，因此它的媒介子是光子，引力波在传播能量的过程中，同样有媒介子的作用，爱因斯坦把这一媒介子称之为引力子。引力子以光速传播，它的质量与光子一样为0。

　　经过这么多年的探索，人们一直没能在宇宙中发现它的踪影，现在我们没有足够的证据证明它的存在，也没有足够的证据否认它的存在。因此，探索引力子是否存在成为科学界的一大难题。

　　虽然引力子在宇宙中无处不在，但探索之路仍然是举步维艰。有学者认为，引力之微弱表明，其媒介子引力子几乎不与其它的物质发生反应，这是我们长期探测不到它的原由，这个理由虽然很有说服力，但也不足以证明引力子是存在的事实。

　　试图找到一种更有说服力的方法，就是证明引力波的存在，从而间接的证明引力子的存在。如果可以证明宇宙中有引力波存在，那么引力波必定有与之对应的媒介子引力子来传递能量。

　　引力波在宇宙中是普遍存在的，星体的加速旋转，相撞，吞并等都可以使引力场发生扰动并产生引力波，但由于引力波与引力子一样很难与其它物质发生反应，以至于至今我们无法探测它的存在，只能间接地通过观测行星发生引力辐射，而导致周期的变化证实它的存在。

　　引力辐射是引力波的另一种称呼，它是指引力波从星体或星系中辐射出来的现象，如果证明了引力辐射的存在就等于证实了引力波的存在。

　　为什么这样说呢？

　　引力辐射是一种能量的辐射。假如一个行星围绕恒星运动，恒星的旋转会伴随有引力辐射的发生，使得行星的运转轨道发生变化，其主要变化特征表现在行星运动周期的减小，如果行星的运动周期减小，那么就能说明引力辐射的发生。

　　这一现象在1974年，被赫尔斯和泰勒二人所证实。他们对脉冲双星PSR1913+16进行观测，发现它们的公转周期变小率为（-2.40+-0.09）*10^-12，这个数值与广义相对论的计算符合的很好，广义相对论的预言值为（-2.403+-0.002）*10^-12，这一点充分证明了引力辐射的存在。

　　引力辐射的存在，意味着引力波在宇宙中是存在的，并且无所不在。同时也证明了引力波的媒介子引力子的存在。

　　通过这些论断，可以证明引力子在宇宙中是必定存在的，只不过我们无法探测到。引力子的无法探测性，其实并不影响我们寻求量子引力理论，因为量子引力理论建立的基础是场，而不是粒子。

相对论的解释:

　　其实引力是不存在的。或者说引力只是这种现象的一种解释而已。它不同于其他力。

　　“引力”其实是时空扭曲的表现，举一个二维的例子：一张绷直的橡皮筋网

　　1.放上两个质量不一，体积相同的球，网扭曲了

　　2.在1的基础上，让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动，直线与（同一个）球的位置距离越近，轨迹弯曲越大

　　3.在2的基础上，让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动接近两个质量不等的球，直线与两个球的距离相同，经过质量大的球，轨迹弯区大

　　2跟3说明的现象与引力相似，而且也有质量越大、距离越小，引力越大

　　物体由于惯性沿直线运动，但在扭曲的空间运动，表现出来就是受到引力影响

　　事实上，引力扭曲的是四维时空。

　　还有一个例子：光经过大质量天体时会扭曲，但引力不能作用于光，所以解释就是光沿直线传播，在扭曲的时空中运动，就会扭曲。但光还是沿直线传播

　　事实上，万有引力从牛顿力学角度来说是力，从相对论来说是时空弯曲的表现。